一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计制造技术

本发明专利技术公开了一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，将2根氮化铌纳米线不交叉的相互缠绕，构成双线结构的超导纳米线单光子探测器SNSPD，用一根纳米线调控另一根纳米线的行为，调节偏置电流接近超导临界电流；采用光纤将光信号引入探测器光敏区，通过2根纳米线分别输出2路信号，使两根纳米线之间的暗计数相互激发，经电压比较器和异或门，消减暗计数信号，保留光子响应信号；通过使用双线结构SNSPD独特性能，能有效抑制探测器暗计数的产生，后期通过工艺提升，进一步提高SNSPD暗计数的耦合效率，有望实现完全抑制SNSPD系统的暗计数，极大提升探测器的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计
本专利技术属于超导单光子探测
，具体涉及一种暗计数消减技术。
技术介绍
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种高效、快速、准确的探测单光子的新型光探测器，感光部分为使用超导薄膜材料制成的纳米线蜿蜒结构。探测器工作时，被偏置在稍低于其超导临界电流的位置，当纳米线吸收光子后，吸收区域的超导态被破坏，产生热岛，热岛区域在电流焦耳热的协助下，增长到一定范围，经纳米线自身和衬底的冷却，热岛消失，纳米线恢复到初始状态。探测器吸收光子的过程，在电路上表现为快速上升、随后指数衰减的电脉冲，通过将此脉冲信号放大，探测器就可以鉴别单光子的到达。暗计数(DarkCountRate，DCR)是指，在没有光子入射时，SNSPD输出的响应脉冲，标志着SNSPD器件的本底噪声，一般将SNSPD的暗计数分为背景辐射暗计数和本征暗计数，背景辐射暗计数主要是光纤的背景热辐射和外界干扰造成的，本征暗计数的成因目前还没有得到明确的实验证实，理论物理学家们围绕这个问题，给出了不同的解释。<br>目前大家比较能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，其特征在于，包括：将2根氮化铌(NbN)纳米线不交叉的相互缠绕，构成双线结构的超导纳米线单光子探测器SNSPD，用一根纳米线调控另一根纳米线的行为，调节偏置电流接近超导临界电流；采用光纤将光信号引入探测器光敏区，通过2根纳米线分别输出2路信号，使两根纳米线之间的暗计数相互激发，经电压比较器和异或门，消减暗计数信号，保留光子响应信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，其特征在于，包括：将2根氮化铌(NbN)纳米线不交叉的相互缠绕，构成双线结构的超导纳米线单光子探测器SNSPD，用一根纳米线调控另一根纳米线的行为，调节偏置电流接近超导临界电流；采用光纤将光信号引入探测器光敏区，通过2根纳米线分别输出2路信号，使两根纳米线之间的暗计数相互激发，经电压比较器和异或门，消减暗计数信号，保留光子响应信号。


2.根据权利要求1所述的基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，其特征在于，所述将两根氮化铌纳米线不交叉的相互缠绕，包括：将2根纳米线并排排列，从左到右的长度为10至20μm，宽度为50～80nm，厚度设计为5～8nm，2根纳米线的最小间距为50～120nm,最大间距为300～400nm，缠绕周期为9～20次。


3.根据权利要求1或2所述的基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，其特征在于，所述双线结构，包括：纳米线转角处的外部纳米线包围内部纳米线，转角内部半径为200～250nm，外部半径为300～400nm.单根线条宽度80nm，2根纳米线使用4根电极分别引出，缠绕周期为9次。


4.根据权利要求1所述的基于双线结构消减SNSPD暗计数的设计，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测器SNSPD，包括：纳米线芯片边长5mm，中心区域为纳米线结构，周围分布11根由宽到窄的渐变电极，最宽处0.7mm，连接外部电路，最窄处0.01mm，连接纳米线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蜡宝，印睿，张彪，陈奇，吕嘉煜，葛睿，康琳，吴培亨，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32